В 1864 г. началась реконструкция крепости по плану изг местного российского фортификатора генерал-адъютанта Э.И. Тотлебена: проведены работы по утолщению главного вала, на Кобринском укреплении построены два редута - Западный н Восточный, приведены в порядок редюиты в люнетах Терес-польского укрепления, построены два пороховых погреба на 5 тысяч пудов каждый и проведены другие работы.
В 1869 г. приступили к строительству форта «Граф Берг» з 1 км к северо-западу от крепости. Целью строительства было прикрыть северо-западную часть крепости и улучшить обстрел местности в районе, где недавно была построена Варшавско-Брестская железная дорога. Основные работы по строительству форта были завершены к 1872 г.
Вместе с тем артиллерия властно диктовала инженерам свои требования. Дальнобойность орудий привела к необходимости перемещения линии внешних укреплений далеко вперед от центра крепости. В целях противодействия обходу крепости противником, затруднения ее блокирования, удержания важных пунктов, расположенных вблизи крепости, стали создавать отдельные мощные укрепления-форты. Брест-Литовская крепость стала фортовой крепостью.
В мае 1876 г. в Брест-Литовск прибыла комиссия под председательством генерал-лейтенанта инженерных войск Обручева с целью стратегического изучения местности и определения мест для сооружения фортов. На протяжении десятилетия, с 1878 г. по 1888 г., шло строительство девяти фортов на удалении 3,5-4 км от главной ограды крепости и на таком: же расстоянии друг от друга.
Форты имели номерное обозначение. Общий обвод фортовой линии составил 30 км. В основном это были земляные укрепления с небольшими казематами для личного состава и позициями для пушек на валах. В каждом форту могли разместиться гарнизон из 250 человек и до 20 орудий. Некоторые форты имели сухие рвы, а форты IV-IX имели рвы, заполненные водой.
В крепости продолжалась реконструкция. На строительство, реконструкцию и ремонт всех видов укреплений Брест-Литовской крепости с 1833 г. по 1882 г. из строительных сумм Военно-инженерного ведомства было выделено около 14 млн. руб.
Характеризуя эти работы, Э.И. Тотлебен в отчете Военному министру писал: «…Многие из произведенных работ составляют замечательные образцы военных сооружений, вполне примененных к современному состоянию военной техники».
Появление фугасных снарядов в середине 80-х годов XIX века при одновременном увеличении дальнобойности артиллерии дает толчок к новому переустройству крепостных сооружений. 30 июня 1911 г. Инженерный комитет Главного Инженерного Управления рассмотрел и одобрил детально разработанный план расширения крепости в следующем десятилетии. В 1912 г. комитет Генерального штаба утвердил этот план. Новый фортовой пояс предполагалось возвести в 6-7 км от ядра крепости, при этом общий обвод фортовой линии увеличивался до 45 км.
